胃肠道摄取氧气,新冠肺炎救命新概念

有人曾经问氢水能吸收氢气吗?胃肠道是理想的摄取器官,氢气不仅能吸收,而且效率非常高。最近有学者研究利用直肠吸入氧气的方法,给胃肠道吸入气体提供了更直接的证据。相对来说,直肠摄取气体的能力在胃肠道内是比较差的部位,大肠和小肠相对容易的多

新冠状肺炎让人们对肺功能的重要性有了更深刻的认识,患者呼吸功能障碍导致的致命威胁甚至可以在睡梦中到来,当然更多患者是难以忍受的极端低氧折磨。肺最主要的功能是摄取空气中的氧气并排除代谢产生的二氧化碳,基于这个逻辑,人们发明了膜肺或人工肺,也有人希望能找到更简单便捷的方法,例如哈佛大学曾有学者多年前就考虑用注射氧气的方法补充氧气,当然注射的氧气需要包装为非常小的气泡,否则会导致血管气栓,也会威胁人的生命。也有学者突发奇想,利用另外一个结构类似肺的消化道,这里也有非常大的交换面,简单设想就是通过肛门输入氧气,让氧气通过肠道粘膜吸收进入血液,这种吸入气体的方法理论上是可行的,当然也需要解决一些特殊的问题。

我知道有人使用肛门甚至其他途径给人体输入氢气,当然这属于医疗行为需要经过伦理学的许可,但从道理上讲是完全可行的,而且是摄取氢气效率比较高的途径,至少比经过喝水和洗澡摄取效率更高,这对于某些需要大量氢气又不愿意花费太多的患者,无疑是一种选择方案,当然这需要有医疗人员的配合。因此建议医疗机构积极开展这种研究,给患者提供价廉高效的氢气使用方法。

肛门主要是排除粪便的功能,科学家最近利用这个通道给呼吸困难的老鼠和猪提供氧气,帮助动物解决缺氧的问题。参与这项研究的科学家们提出,如果不能使用传统的通气方法,将氧气冲进直肠可能在某一天帮助拯救人类的生命。例如在印度目前新冠肺炎重灾区,某些呼吸氧气有难度或肺功能太差的患者,通过肛门补充一定量氧气,或许就能救命。

博尔德科罗拉多大学的胃肠病学家肖恩·科尔根没有参与这项研究,他说:“这看起来是一个疯狂的想法。”“但如果你看看数据,这实际上是一个非常令人信服的故事。”

大多数哺乳动物通过口鼻呼吸,通过肺将氧气输送到身体。一些水生动物,包括海参和鲶鱼,通过它们的肠道呼吸,人类的肠道组织可很容易地吸收药物。但没有人知道氧气是否能通过哺乳动物的肠道进入血液。

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为了找到答案,辛辛那提儿童医院的胃肠病学家竹部孝治和同事们对短暂缺氧的小鼠和猪的肠道进行了几种通气方法测试。在一组11只老鼠中,4只的肠道被擦洗得很薄,以提高氧气的吸收。接下来,研究人员向经过擦洗的老鼠和7只未擦洗的老鼠中的4只的直肠注射纯常压氧。

然后,研究人员使这些动物处于“缺氧状态”。3只没有接受肠道氧气的未擦洗小鼠平均存活了11分钟。肠道未经清洗的小鼠通过肛门接受氧气,持续存活时间为18分钟。研究人员今天在《医学》杂志上报告说,只有经过刷过肠的通风小鼠活过了一个小时的实验,存活率为75%。

但是武部和同事们想要摆脱肠道清洗这一繁琐而危险的过程。因此,他们用全氟化碳液体代替了加压氧气,这种液体可携带大量氧气,过去在手术中曾被用作血液的替代品。因为它们是高度密集的,全氟碳化合物也可以帮助冲洗粘液出肠。研究人员将富氧全氟碳注入3只缺氧小鼠和7只缺氧猪的肛门;作为对照,他们将盐水注入两只缺氧小鼠和五只缺氧猪的肠道。

对照组的血氧水平直线下降,而通气小鼠的血氧水平稳定到正常水平。在治疗猪,血氧饱和度提高约15%,缓解他们的缺氧症状。几分钟后,他们的皮肤和四肢又恢复了颜色和温暖。

Takabe说,这两个发现证明了哺乳动物可以通过肠道吸收氧气,而且这种新的“奇怪的方法”是安全的。这种新方法需要在人体上进行安全测试,但武部武说,他可以想象在标准的通风方法不可用的情况下,比如在最近的冠状病毒大流行期间,通过肛门注射含氧液体来帮助拯救人类的生命。

即使被证明是安全的,通过肛门的氧气通气也可能不是特别有效,Markus Bosmann说,他是波士顿大学医学院的一位肺病学家,并没有参与这项研究。他希望看到科学家将这项技术与传统的呼吸治疗方法(如机械通气)进行比较。科尔根同意更多的测试是必要的,并指出,如果肛管通气曾经用于病人,它只能是短暂使用。因为氧气引入肠道可能会杀死参与消化的厌氧微生物。不过,耶鲁大学医学院的胃肠病学家凯莱布·凯利说,从理论上讲,肠内通气不会产生持久的影响。凯利对该论文进行了同行评议。当然,这需要通过实验来证明,他说。“(但)他们或许能够证明,在适当的情况下,它是有效的。”

全氟化碳液体代替了加压氧气,我认为可以使用目前比较流行的纳米气泡技术进行补充氧气的技术,纳米气泡不仅能有效减少费用,且能增加氧气的扩散张力,或许可以产生更理想的效果,也可能能通过饮用和灌肠结合的方法补充,这种方法的关键是能获得高浓度溶解氧气。

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NIKK OGASA.Mammals can breathe through their intestines,Science. MAY. 14, 2021

Demey HE, Van Meerbeeck JP, Vandewoude MF, Prové AM, Martin JJ, Bossaert LL. Respiratory insufficiency in acid maltase deficiency: the effect of high protein diet. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 1989 May-Jun;13(3):321-3. doi: 10.1177/0148607189013003321. PMID: 2503645.

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